李修平　邵紅　張麗敏　吳恒梅　張衛(wèi)東　趙雪　岳麗紅　李秀霞

摘要 從題目選擇、實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)、創(chuàng)造情境、實(shí)例列舉及科研進(jìn)展PPT匯報(bào)等角度探索研究性學(xué)習(xí)在基因工程教學(xué)中的應(yīng)用，以期更好地輔助課程教學(xué)，使學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，以類似科學(xué)研究的方式獲取知識(shí)和應(yīng)用知識(shí)。

關(guān)鍵詞 基因工程課程； 研究性學(xué)習(xí)；應(yīng)用

中圖分類號(hào) S-01 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2015）19-376-02

基因工程課程理論覆蓋面廣，技術(shù)要求較高，對(duì)學(xué)生專業(yè)知識(shí)和動(dòng)手實(shí)踐要求較高[1]，是生物技術(shù)專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)遇見(jiàn)困難最多又必修的課程。教育部對(duì)研究性學(xué)習(xí)的定義是“研究性學(xué)習(xí)是指學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，從學(xué)習(xí)生活和社會(huì)生活中選擇和確定研究專題，用類似科學(xué)研究的方式，主動(dòng)地獲取知識(shí)、應(yīng)用知識(shí)、解決問(wèn)題的學(xué)習(xí)活動(dòng)”[2]。這種學(xué)習(xí)方式能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，通過(guò)自主探知的過(guò)程加深對(duì)問(wèn)題的理解，對(duì)于基因工程這門(mén)抽象性強(qiáng)的課程，能作為傳統(tǒng)的教學(xué)方式有利的輔助形式，更好的提高教學(xué)效果。

1 題目選擇

目前，基因工程教學(xué)仍以傳統(tǒng)的教師講授的形式為主，但是在很多抽象性強(qiáng)，實(shí)踐性要求高的知識(shí)點(diǎn)上，雖運(yùn)用了多媒體等多種教學(xué)輔助手段，但效果仍不盡人意。引入研究性學(xué)習(xí)是提高教學(xué)效果的有效方式，但由于學(xué)時(shí)安排限制不能對(duì)所有知識(shí)點(diǎn)采用該教學(xué)方式，因此選擇適當(dāng)?shù)念}目開(kāi)展研究性教學(xué)成為了首要問(wèn)題。應(yīng)選擇抽象性強(qiáng)的概念，如基因組文庫(kù)等作為該教學(xué)的題目?；蚪M文庫(kù)的概念是某種生物基因組的全部遺傳信息通過(guò)克隆載體貯存在一個(gè)受體菌的群體之中，這個(gè)受體菌群就是該種生物的基因組文庫(kù)。如果僅是這樣介紹，學(xué)生大多采用死記硬背的方式記憶，但如果提前展示一張帶有受體菌群的培養(yǎng)皿照片，讓學(xué)生尋找該培養(yǎng)皿菌落的用途，經(jīng)過(guò)這一過(guò)程后，再講述這個(gè)概念，學(xué)生就會(huì)有形象又深刻的印象。選擇題目上還應(yīng)考慮技術(shù)應(yīng)用性強(qiáng)的知識(shí)點(diǎn)，如目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的形式，學(xué)生在研究性學(xué)習(xí)的過(guò)程中，不僅能掌握該知識(shí)點(diǎn)，還能通過(guò)該過(guò)程了解該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展的趨勢(shì)，擴(kuò)充學(xué)生知識(shí)背景。

2 實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是基因工程課程教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)，是將理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)過(guò)程。課時(shí)減少與加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)的趨勢(shì)成為目前基因工程教學(xué)中的尖銳矛盾[3]。為提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果，應(yīng)引入研究性學(xué)習(xí)方式，盡量開(kāi)設(shè)綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。例如：講授載體基本組成的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)時(shí)，學(xué)生了解到載體要具備復(fù)制起始原點(diǎn)，篩選標(biāo)記，還要有酶切位點(diǎn)等?？梢允箤W(xué)生探究設(shè)計(jì)一個(gè)酶切實(shí)驗(yàn)，將準(zhǔn)備好的pBR322載體，利用Ecol RⅠ和BamHⅠ進(jìn)行雙酶切，再用T4連接酶進(jìn)行連接，然后用瓊脂糖檢測(cè)酶切和連接的產(chǎn)物。使學(xué)生通過(guò)一個(gè)酶切和連接實(shí)驗(yàn)，掌握載體的構(gòu)成，了解pBR322載體分子量較小，對(duì)于多種酶具有單一酶切位點(diǎn)；酶切反應(yīng)的體系要求；常用的DNA連接酶等多項(xiàng)知識(shí)點(diǎn)。學(xué)生通過(guò)電泳照片能夠更加形象地掌握相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，又鍛煉了科研探究和動(dòng)手實(shí)踐的能力，大大提高綜合素質(zhì)。

3 創(chuàng)造情境

情景教學(xué)法能把抽象的情景生動(dòng)形象地展現(xiàn)出來(lái)[4]。利用通俗易懂的語(yǔ)言和實(shí)例創(chuàng)造情境，引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、積極探究原理，也是研究性學(xué)習(xí)在基因工程教學(xué)中的一個(gè)重要應(yīng)用。對(duì)于基因工程的基本操作步驟和組成，總結(jié)來(lái)說(shuō)是目的基因獲取，將目的基因利用限制性內(nèi)切酶片段化，再利用載體將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞。這是一個(gè)抽象過(guò)程，筆者在教學(xué)中會(huì)給學(xué)生播放一段動(dòng)畫(huà)，展現(xiàn)基因組DNA從細(xì)胞中分離出來(lái)，然后剪刀剪斷，裝在卡車(chē)上，開(kāi)入另一個(gè)細(xì)胞中的過(guò)程。通過(guò)這樣的情景讓學(xué)生“對(duì)號(hào)入座”，復(fù)述基因工程的基本操作步驟，學(xué)生在有趣地描述過(guò)程中完成了知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)。在介紹實(shí)驗(yàn)室常用儀器——高壓滅菌鍋時(shí)，由于該儀器是實(shí)驗(yàn)室常用儀器，教師可在課堂上請(qǐng)學(xué)生表演滅菌過(guò)程，再由同學(xué)指出錯(cuò)誤操作，最后教師總結(jié)操作注意事項(xiàng)，學(xué)生印象深刻，可有效調(diào)節(jié)課堂氣氛。

4 事例列舉

雖然運(yùn)用了圖片、動(dòng)畫(huà)等多種多媒體手段，很多知識(shí)點(diǎn)還是顯得生硬，又與生活有關(guān)，則可以采用事例列舉的方法，舉出例子，讓學(xué)生去研究，由學(xué)生講述，再由教師總結(jié)，經(jīng)過(guò)“一問(wèn)，二找，三總結(jié)”的方式，學(xué)生對(duì)于需要知識(shí)背景、很難理解的知識(shí)點(diǎn)得到很好的掌握。例如，在介紹基因組DNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)時(shí)，有關(guān)重復(fù)序列可用于基因定位、遺傳分析等相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生總是不容易掌握。如果在講述該知識(shí)點(diǎn)前一堂課，留下作業(yè)，讓學(xué)生去了解法醫(yī)根據(jù)嫌疑人和被害人血跡來(lái)判斷兇手的原理。學(xué)生通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，基因組中的重復(fù)序列可以開(kāi)發(fā)成相應(yīng)的引物，作為個(gè)人鑒定的指紋圖譜，通過(guò)血跡提取DNA，通過(guò)瓊脂糖電泳的電泳條帶來(lái)判定個(gè)體間的差異，形象直觀。學(xué)生通過(guò)研究性學(xué)習(xí)的方法可以掌握相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，并了解分子標(biāo)記技術(shù)的應(yīng)用。

5 科研進(jìn)展PPT匯報(bào)

基因工程是生命科學(xué)的前沿技術(shù)，其發(fā)展帶動(dòng)了生物技術(shù)體系的迅速發(fā)展[5]，已成為當(dāng)今生命科學(xué)研究諸領(lǐng)域中最具生命力、最引人注目的前沿學(xué)科之一[6]。學(xué)科信息量大、發(fā)現(xiàn)迅速，教材選擇和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容開(kāi)設(shè)有時(shí)會(huì)出現(xiàn)滯后的現(xiàn)象。面對(duì)這樣的情況，采用研究性學(xué)習(xí)，讓學(xué)生分組查閱資料，做PPT匯報(bào)是有效補(bǔ)充教學(xué)的方式。在教學(xué)中可抽出小部分時(shí)間作為學(xué)生的匯報(bào)討論時(shí)間，在一章內(nèi)容結(jié)束前做與本章內(nèi)容相關(guān)科研進(jìn)展的匯報(bào)討論，學(xué)生在進(jìn)展介紹之后，對(duì)其中涉及的知識(shí)點(diǎn)再次提煉，講授給其他同學(xué)，再由教師總結(jié)補(bǔ)充。經(jīng)過(guò)實(shí)踐，學(xué)生反映效果良好。例如：在介紹目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的章節(jié)時(shí)，學(xué)生做了一則關(guān)于將抗凍基因?qū)胛骷t柿的報(bào)道匯報(bào)，并總結(jié)出其中涉及目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞的農(nóng)桿菌介導(dǎo)法、載體構(gòu)建等相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。學(xué)生不僅在學(xué)習(xí)本章內(nèi)容的同時(shí)還復(fù)習(xí)了之前學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)，又了解到了該領(lǐng)域最新的研究進(jìn)展，擴(kuò)充了知識(shí)背景。

研究性學(xué)習(xí)方式正在佳木斯大學(xué)基因工程課程教學(xué)中應(yīng)用，并取得了良好的教學(xué)效果，但在實(shí)踐的過(guò)程中仍有一些問(wèn)題，如實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)過(guò)少、由于條件限制很多實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目無(wú)法開(kāi)設(shè)、學(xué)生查詢資料的過(guò)程可能會(huì)需要查詢費(fèi)用等，還需進(jìn)一步完善和探索，以期更好地應(yīng)用于教學(xué)中。

參考文獻(xiàn)

[1] 唐培安.《基因工程》教學(xué)方法改革的探索[J].安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)，2011，17（23）：179-180，185.

[2] 林泰文.研究性學(xué)習(xí)在初中生物教學(xué)中的運(yùn)用實(shí)踐[D].福州：福建師范大學(xué)，2009.

[3] 胡林峰，范春雷，竇曉兵.研究性學(xué)習(xí)在細(xì)胞生物學(xué)實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用[J/OL].中國(guó)校外教育，http：//www.cnki.net/kcms/detail/11.3173.G4.20141017.1413.149.html.

[4] 房霞.研究型學(xué)習(xí)在解剖學(xué)與組織胚胎學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].吉林醫(yī)學(xué)，2009，30（23）：3066.

[5] 楊宜，趙睿.加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)培養(yǎng)應(yīng)用性金融人才[J].北京聯(lián)合大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2005（12）：88-91.

[6] 吳乃虎.基因工程[M].北京：科學(xué)出版社，2000.